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Small-scale kinematics of HI in nearby spiral galaxies

Tamburro, Domenico

German Title: Die kurzreichweitige Kinematik vom HI in nahen Spiralgalaxien

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Abstract

Wir untersuchen die Zeitskala f\"ur Sternenstehung und die energetische R\"uck\-kopplung an das interstellare Gas in einer Stichprobe von nahen Galaxien, basierend auf einem Satz einzigartiger Multi-Wellenl\"angen-Karten. Insbesondere umfassen diese Daten 21-cm-Emissionslinien-Bilder aus dem THINGS Projekt, sowie dem 24~\mum\ Band des Spitzer Satelliten. Aus diesen Daten werden Proxy-Karten f\"ur das Gas-Reservoir konstruiert, aus dem Sterne entstehen, sowie f\"ur die Sternentstehungsrate und den kinetischen Energieinhalt des \hi\ Gases. Aus einem Vergleich der Winkelverschiebung zwischen \hi\ und 24~\mum\ Emissionsspitzen als Funktion des Radius f\"ur eine Stichprobe von 14 Galaxien stellen wir fest, dass wenigstens ein Teil der spiralarminduzierten Sternentstehung die Molek\"ulwolkenphase sehr schnell durchl\"auft, innerhalb von $10^6$ bis $4\times10^6$~Jahren. Wir finden, dass die \hi\ Geschwindigkeitsdispersion und Sternenstehungsrate in einer Stichprobe von normalen und Zwergengalaxien korreliert sind. Da die spezifische $E_{kin}$(\hi) lokal mit der Sternenstehungsrate skaliert, ist es plausibel, dass Sternentstehung ein Teil der Turbulenz antreibt. Die Galaxien aus der Stichprobe zeigen einen systematischen radialen Abfall der \hi\ Geschwindigkeitsdispersion. Bei einer stellaren Fl\"achenhelligkeit von $\mu_B=25$~mag~arcsec$^{-2}$ zeigen alle Galaxien \"ahnliche Werte von \hi\ Geschwindigkeitsdispersion, $10\pm1$~\kms, \hi\ Massendichte, $\sim3$~\msun~pc$^{-2}$, und Sternenstehungsrate, $10^{-9.5}$ \msun\ yr$^{-1}$~pc$^{-2}$.

Translation of abstract (English)

We study the timescales for star-formation and the energetic feedback to the inter-stellar gas in a sample of nearby galaxies, drawing on a unique multi-wavelength mapping. In particular, these data encompass 21-cm emission line maps from the THINGS project, 24~\mum\ band from the Spitzer satellite. These data serve to construct proxy-maps for the gas reservoir from which stars form, for the star formation rate, and the kinetic energy content of the \hi\ gas. From comparing the angular offsets of the \hi\ emission peaks and the 24~\mum\ emission as a function of radius for a sample of 14 galaxies, we find that at least a portion of the spiral-arm induced star-formation proceeds rapidly through the molecular cloud phase, within 1--4~Myr. We find that the \hi\ velocity dispersion and star formation rate are correlated in a sample of normal and dwarf galaxies. As the specific $E_{kin}$(\hi) scales locally with the star formation rate, it is plausible that star formation does drive some of the gas turbulence. The sample galaxies exhibit a systematic radial decline of \hi\ velocity dispersion. At a stellar surface brightness $\mu_B=25$~mag~arcsec$^{-2}$ all the sample galaxies show similar \hi\ velocity dispersion, $10\pm1$~\kms, \hi\ mass density, $\sim3$~\msun~pc$^{-2}$, and star formation rate, $10^{-9.5}$~\msun~yr$^{-1}$~pc$^{-2}$.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Rix, Prof. Dr. Hans-Walter
Date of thesis defense: 21 May 2008
Date Deposited: 13 Jun 2008 09:42
Date: 2008
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Sternentstehung, Galaxien, HI, Turbulenz, Staub
Uncontrolled Keywords: star formation , HI , dust , turbulence , galaxies , spiral galaxies , dwarf galaxies
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